Аналитическая оценка напряженно-деформированного состояния каменных кладок при сжатии на основе авторской теории

В работе ставилась задача получения диаграмм деформирования каменной кладки сжатых конструкций на основе положений теории сопротивления анизотропных материалов сжатию. Принципиальным отличием данной теории от существующих подходов к оценке прочности и трещиностойкости сжатых конструкций и элементов является учет величин сопротивлений материала растяжению и сдвигу при определении прочности на сжатие. Для этого основное расчетное выражение записано с использованием деформационных характеристик, что позволило в сочетании с анализом множества экспериментальных данных по испытаниям опытных образцов аналитически описать стадии напряженного состояния и получить алгоритм построения диаграмм деформирования материала сжатой каменной кладки в характерных напряженных зонах: «σ–ε», «σ_t–ε_t» и «τ–γ». Данная методика оценки напряженно-деформированного состояния материала каменных кладок сжатых конструкций и элементов является принципиально новой по отношению к существующим и может быть предложена для внедрения в нормы проектирования.

Б.С. СОКОЛОВ¹, д-р техн. наук, член-корр. РААСН, научный консультант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
А.Б. АНТАКОВ², канд. техн. наук, (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ АО «Казанский ГИПРОНИИАВИАПРОМ» (420127, г. Казань, ул. Дементьева, 1)
² Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. Соколов Б.С. Теория силового сопротивления анизотропных материалов сжатию и ее практическое применение. М.: АСВ, 2011. 160 с.
2. Соколов Б.С., Антаков А.Б. Прочность, жесткость и трещиностойкость сжатых каменных и армокаменных кладок. Казань: Центр инновационных технологий, 2018. 169 с.
3. Гениев Г.А., Воронов А.Н. О критериях прочности ортотропного материала типа каменной кладки при плоском напряженном состоянии. Труды ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Исследование и методы расчета строительных конструкций. 1985. С. 94–101.
4. Копаница Д.Г., Кабанцев О.В., Усеинов Э.С. Экспериментальные исследования фрагментов кирпичной кладки на действие статической и динамической нагрузки // Вестник ТГАСУ. 2012. № 4. С. 157–178.
5. Кашеварова Г.Г., Иванов М.Л. Натурные и численные эксперименты, направленные на построение зависимости напряжения от деформации кирпичной кладки // Приволжский научный вестник. 2012. № 8 (12). С. 10–15.
6. Кабанцев О.В. Деформационные свойства каменной кладки как разномодульной кусочно-однородной среды // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2013. № 4. С. 36–40.
7. Лихачева С.Ю., Кожанов Д.А. Моделирование процессов деформирования каменных кладок с применением ПК ANSYS. Труды научного конгресса 13-го Российского архитектурно-строительного форума. Н. Новгород. 2016. С. 68–71.
8. Hisham H., Ibrahim H., MacGregor J.G. Modification of the ACI Rectangular Stress Block for High-Strength Concrete // ACI Structural Journal. 1997. Vol. 94. No. 1, pp. 40–48.
9. Бедов А.И., Габитов А.И., Галлямов А.А., Салов А.С., Гайсин А.М. Применение компьютерного моделирования при оценке напряженно-деформированного состояния несущих конструкций зданий из каменной кладки // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2017. Т. 13. № 1. С. 42–49.
10. Плотников А.Н. Расчет каменной кладки на центральное сжатие как квазиоднородного сплошного упругопластичного тела // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2017. № 4 (34). C. 30–35.
11. Грановский А.В. Каменная кладка: хрупкий или пластичный материал? // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 3. С. 22–28. DOI: 10.33622/0869-7019.2019.03.22-28.